Prozessdaten

Datenfluss

Die Amplitudenwerte werden mit 16 Bit Auflösung erfasst und als Oversampling-Pakete im Prozessabbild zur zyklischen Übertragung bereitgestellt.

Datenverarbeitung

Die Datenverarbeitung wird bei der EL3773 mit 16 Bit Wandlung im ADC für alle Kanäle simultan durchgeführt
Skalierung bezogen auf den jeweiligen (unveränderlichen) Messbereich:

1. Herstellerkalibrierung (0x80p0:0B)

Aktivierung: CoE 0x80p0:0B
X₁ = (X_ADC - Offset_Vendor) * Gain_Vendor

Damit ergibt sich folgende Signed-Integer-Wertdarstellung:

Signed-Integer: der negative Ausgabewert wird im Zweierkomplement (negiert + 1) dargestellt. Maximaler Darstellungsbereich bei 16 Bit = -32768 .. +32767_dez.

2. Anwenderkalibrierung (0x80p0:0A)

Aktivierung: CoE 0x80n0:0A
X₂ = (X₁ - Offset_User) * Gain_User

3. Grenzwertauswertung (0x80p0:13, 0x80p0:14)

Anzeige im Status-Wort des Kanals

Beim Über- bzw. Unterschreiten der Werte, die in den Indizes 0x80p0:13 und 0x80p0:14 eingegeben werden können, werden die Bits in den Indizes 0x60p0:03 und 0x60p0:05 entsprechen gesetzt (siehe unteres Beispiel).
Zur Aktivierung der Grenzwertüberwachung dient der Eintrag 0x80p0:07.

Ausgabe Limit n (2 Bit):

• 0: nicht aktiv
• 1: Ein oder mehrere Werte <= Limit n
• 2: Ein oder mehrere Werte >= Limit n
• 3: Fall 1 und 2 zugleich

Verlinkung in der PLC mit 2-Bit-Werten Die Limit-Information besteht aus 2 Bit. Im System Manager kann Limitn mit der PLC oder einer Task verknüpft werden: PLC: Es gibt in der IEC61131-PLC keinen 2-Bit-Datentyp der mit diesem Prozessdatum 1:1 verlinkt werden kann. Zur Übertragung der Limit-Information definieren Sie deshalb ein Eingangsbyte, z. B. und verlinken Sie den Limit mit dem VariableSizeMismatch-Dialog. Zusätzliche Task Im Systemmanager können 2-Bit-Variablen angelegt werden.

Beispiel für EL3773, Spannungsmessung:

Kanal 1; Limit 1 und Limit 2 enabled, Limit 1 = 100 V, Limit 2 = 200 V, Darstellung: signed integer

Eingabe in Index (Limit 1): 0x8000:13
(100 V / 410 V) x 2¹⁶ / 2 - 1 = 7991_dez

Eingabe in Index (Limit 2): 0x8000:14
(200 V / 410 V) x 2¹⁶ / 2 - 1 = 15983_dez

Ausgabe:

4. Bereitstellung in den Prozessdaten

Die beeinflussenden Parameter können im CoE des jeweiligen Kanals verändert werden.

Veränderungen im CoE-Verzeichnis Bei Veränderungen der CoE-default-Parameter sollten unbedingt korrespondierende Werte in die StartUp-Liste eingetragen werden, damit im Austauschfall die EL3773 wieder wie in der Applikation vorgesehen arbeitet.

Predefined PDO Assignment

Eine vereinfachte Auswahl der Prozessdaten ermöglicht das "Predefined PDO Assignment".
Am unteren Teil des Prozessdatenreiters wählen Sie die gewünschte Funktion aus. Es werden dadurch alle benötigten PDOs automatisch aktiviert, bzw. die nicht benötigten deaktiviert.
8 PDO-Zuordnungen stehen zur Auswahl:

Prozessabbild

Die EL3773 wird standardmäßig mit dem 10fach Oversampling Prozessabbild und DC Timestamp in die Konfiguration eingefügt:

Es wird dringend empfohlen, die angebotenen Diagnose-Werte in der Steuerung auszuwerten, siehe z. B. die Hinweis-Seite.

Insbesondere bietet die EL3773 folgende zyklischen Informationen an:

Zusammenhang zwischen Zeitstempel und Prozessdaten

Die Abb. „Zeitlicher Zusammenhang SYNC-Signale und SyncManager-Interrupt“ verdeutlicht die Funktionsweise bzw. den zeitlichen Zusammenhang von Zeitstempel und Messwerten.

Zur Erläuterung:

• dargestellt ist ein Beispiel für Oversamplingfaktor = 5
• das SYNC0-Signal in der Klemme triggert die AD-Wandlung und füllt den internen Puffer mit 5 Messwerten (A)
• Synchron mit der Zykluszeit läuft SYNC1, der die Bereitstellung des gefüllten Puffer als Prozessdatum auslöst und gleichzeitig den StartTimeNextLatch aus der lokalen DistributedClock holt (B)
• dabei wird der data-Block zusammen mit der nächsten LatchTime zusammengestellt
• der nächste EtherCAT-Zyklus holt diese Daten ab (C)

Da unterschiedliche Eingangsfilter (siehe CoE-Einstellung 0x8000:15 [95]) auch unterschiedliche Laufzeitverzögerungen innerhalb der Klemme zur Folge haben, lassen sich diese über das CoE-Objekt 0x805D:12 wieder kompensieren, damit der Zeitstempel auch weiterhin zu den Messwerten passt. Bitte entnehmen Sie der folgenden Tabelle den für Ihren Eingangsfilter entsprechenden Wert.

Da jedoch nur ein DCTimeStampShift-Wert pro Klemme einstellbar ist, kann es bei unterschiedlichen Eingangsfiltern je Kanal sinnvoll sein, diese Umrechnung erst in der PLC durchzuführen.

Control/Status-Wort

Status-Wort

Das Status-Wort (SW) befindet sich im Eingangsprozessabbild und wird von der Klemme zur Steuerung übertragen.

Control-Wort

Die EL3773 hat kein Control-Wort

Synchronisierung, Trigger und Wandlungszeit

Die EL3773 arbeitet generell im Oversampling-Modus. Dabei kann sie mit und ohne aktivierten DistributedClocks betrieben werden.

Distributed Clocks aktiviert

• die EtherCAT-systemweit synchronisierten Distributed Clocks erfassen auch diese EL3773
• die Klemme arbeitet dann synchron mit allen anderen DC-Teilnehmern
• der Sampling-Takt wird aus der lokalen DC im EtherCAT Slave Controller abgeleitet (SYNC0: Oversampling, SYNC1: Bereitstellung der Daten)

Vorteile

• mehrere EL3773 erfassen ihre Messwerte aller Kanäle synchron
• exakter Zeitstempel der einzelnen Samples

Es sind folgende Grenzwerte zu beachten

• minimale Samplingzeit 100 µs (10.000 kSps)
• nur nicht-periodische Werte für die Samplingrate sind zulässig
• das PDO StartTimeNextlatch kann nur bei Zykluszeiten > 100 µs genutzt/aktiviert werden

Tabelle der Samplingzeiten

Unterstützte Konfigurationen Konfigurationen, die Samplingzeiten verlangen, die nicht durch 500 ns teilbar sind werden nicht unterstützt. Die obige Tabelle „Samplingzeiten“ zeigt nicht alle möglichen Zylkuszeiten.

Beispiel: Ein 4000µs-Zyklus kann mit einem Oversamplingfaktor von 64 genutzt werden, da hier die Samplingzeit 62,5µs beträgt und somit durch 500ns teilbar ist.

Die minimale EtherCAT-Zykluszeit für die EL3773 ist 100 µs. Zur Aktivierung der Distributed Clocks ist in der Predefined PDO-Liste "DC" auszuwählen, damit u.a. das Time-Stamp PDO ausgewählt wird

Die zulässigen Oversampling-Raten werden über den System Manager, Reiter DC eingestellt:

Distributed Clocks nicht aktiviert

• die EL3773 arbeitet nach einem internem Takt, der auf die EtherCAT-Zykluszeit synchronisiert wird. Triggerpunkt ist hier der Zugriff auf den Input-Sync-Manager SM3.
• die EL3773 kann dadurch Schwankungen der Zykluszeit weitgehend ausgleichen
• die EL3773 kann so in Systemen eingesetzt werden, die nicht über Distributed Clocks-Funktionalität verfügen. Die Zeitgenauigkeit der Messwerte ist allerdings reduziert.

Die EtherCAT-Zykluszeit muss so gewählt sein,

• dass 100 µs nicht unterschritten werden
• dass der Oversampling-Abstand einen nicht-periodischen Zeitwert ergibt - nicht zulässig ist z. B. 33,3 µs für den Oversampling-Zyklus

Die Distributed Clock ist im Reiter DC zu deaktivieren

Die zulässigen Oversampling-Raten werden dann über den Systemmanager eingestellt: